(57)【要約】【課題】  より均一なプラズマ環境を維持でき、処理室内に配されるプラズマ拡張用のリングの交換容易性、長寿命化対策が得られるドライエッチング装置及び半導体装置の製造方法、Ｓｉリングを提供する。【解決手段】  カソード電極１２の周辺領域１５上に内側のＳｉリング１６１と外側のＳｉリング１６２が隣接して設けられている。これらＳｉリング１６１，１６２は、シリコン半導体ウェハＷＦのウェハの周囲にプラズマを拡張させる一つの有用なＳｉリング１６を構成している。Ｓｉリング１６１とＳｉリング１６２は別個に取り外し可能である。これにより、各リング別個に交換のサイクルを確立できる。【選択図】  図１
2005135946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室内に半導体ウェハが置かれ、導入される反応ガスをプラズマ化して前記半導体ウェハに所望のエッチングが施されるドライエッチング装置であって、
前記処理室内に設けられ前記半導体ウェハの支持部を伴う第１電極と、
前記処理室内に設けられ前記第１電極に対向する第２電極と、
前記第１電極の第１周辺領域上に設けられ、前記半導体ウェハの周辺近傍下部に配される第１リングと、
前記第１電極の第２周辺領域上に設けられ、前記第１リング外側に隣接する少なくとも前記半導体ウェハの端面に隣り合う高さを有する第２リングと、を含むドライエッチング装置。
【請求項２】
処理室内に半導体ウェハが置かれ、導入される反応ガスをプラズマ化して前記半導体ウェハに所望のエッチングが施されるドライエッチング装置であって、
前記処理室内に設けられ前記半導体ウェハの支持部を伴う第１電極と、
前記処理室内に設けられ前記第１電極に対向する第２電極と、
前記第１電極の周辺領域上に設けられ、前記半導体ウェハの周辺近傍下部に内周が延在する第１リングと、
前記第１リング上に設けられ、少なくとも前記半導体ウェハの端面に隣り合う高さを有する第２リングと、を含むドライエッチング装置。
【請求項３】
前記第２リングは、前記半導体ウェハにおける処理面の延長線と略同じレベルの高さの最上面領域を有する請求項１または２記載のドライエッチング装置。
【請求項４】
前記第１リングと前記第２リングはそれぞれ別個に交換できる請求項１〜３いずれか一つに記載のドライエッチング装置。
【請求項５】
前記半導体ウェハはＳｉウェハであり、前記第１リング及び前記第２リングは共にＳｉで構成されている請求項１〜４いずれか一つに記載のドライエッチング装置。
【請求項６】
プラズマ生成用の上部電極及び下部電極を有するドライエッチング装置の処理室内で前記下部電極の周辺領域に、外側のリングと内側のリングを隣接させて配置する工程と、
前記内側のリングとの対向領域を有すると共に前記外側のリングの最上面領域の高さと略同じレベルの処理面の高さを有するような半導体ウェハを前記下部電極に固定する工程と、
前記上部電極側から供給される反応ガスをプラズマ化させて前記半導体ウェハに所望のエッチングを施す工程と、を含む半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記外側のリング及び前記内側のリングのうち、プラズマに晒されてより消耗の激しくなった方のリングを優先して交換することを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記内側のリングは、表と裏を交換して使用することを特徴とする請求項６または７記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
プラズマ生成用の上部電極及び下部電極を有するドライエッチング装置の処理室内で前記下部電極の周辺領域に、下側のリングとそれより内周の大きい上側のリングを重ねて配置する工程と、
前記下側のリングとの対向領域を有すると共に前記上側のリングの最上面領域の高さと略同じレベルの処理面の高さを有するような半導体ウェハを前記下部電極に固定する工程と、
前記上部電極側から供給される反応ガスをプラズマ化させて前記半導体ウェハに所望のエッチングを施す工程と、を含む半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記下側のリング及び前記上側のリングのうち、プラズマに晒されてより消耗の激しくなった方のリングを優先して交換することを特徴とする請求項８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記下側のリングは、表と裏を交換して使用することを特徴とする請求項９または１０記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
ドライエッチング装置の処理室内においてシリコン半導体ウェハの置かれる電極周辺に配備される内側のリング及びこれに隣接する外側のリングからなるＳｉリング。
【請求項１３】
ドライエッチング装置の処理室内においてシリコン半導体ウェハの置かれる電極周辺に配備される下側のリング及びこれに重なる上側のリングからなるＳｉリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｓｉウェハ工程におけるプラズマエッチングに係り、特にＳｉリングを有するドライエッチング装置及び半導体装置の製造方法、Ｓｉリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライエッチング装置は、反応ガスを処理室内に導入してプラズマ化するプラズマエッチングを利用する技術が一般化されている。並行平板型のドライエッチング装置は、処理室内の下部電極に例えば静電チャックにより半導体ウェハを固定する。例えば高周波電源に接続された上部電極の微小孔から反応ガスが供給され、上部電極と下部電極間でプラズマを発生させる。これにより、半導体ウェハに所望のエッチング処理を行う。
【０００３】
半導体ウェハの処理表面全体により均一なプラズマを与えないとエッチングレートに差が生じる。対策として、ウェハ周辺にリング状の部材を配置し、見かけ上ウェハ径を大きくする構成がとられる。いわゆるＳｉリング（シリコンリング）であり、ウェハ面内におけるプラズマ密度の均一化が図れ、エッチングレートのばらつきを抑える（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１９６２５７号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図５は、従来のエッチング装置における処理室内のＳｉリング部分を示す拡大断面図である。Ｓｉリング５１は、下部電極となるカソード電極５２の周辺領域上に配備されている。Ｓｉリング５１は、理想的にはウェハＷＦの高さが同じでウェハＷＦの端面に隣接する連続的な上面部を有することが望ましい。しかし、現状ではウェハを載置する際のウェハの位置合わせ余裕を考慮し、ウェハＷＦの端面からわずかに離間させるため所定角度の傾斜部５１Ｔを経て最上面領域５１Ｓを有する。プラズマエッチング動作に伴い、Ｓｉリング５１においてプラズマが集中する箇所５４が生じる。すなわち、プラズマ粒子が、Ｓｉリング５１の傾斜部５１ＴやウェハＷＦの側部（端面）に当って跳ね返り、局所に集中することによって過度の摩耗が起こる。
【０００５】
図５の５４に示すようにＳｉリング５１の局所的な摩耗劣化が大きくなると、ウェハＷＦ外周近傍のプラズマの安定性が保てなくなり、ウェハＷＦ外周部のエッチングレートが低くなる。このため、ある程度局所が摩耗劣化してきたＳｉリング５１を使用した場合、エッチングの均一性、エッチングレートが規格下限で推移することになる。これにより品質劣化、エッチング不良を招く恐れがある。
【０００６】
また、処理室使用時間が増すにつれ、下部電極５２とＳｉリング５１、Ａｌリング５３の間に排出されなかった堆積物５５が蓄積し、隙間が塞がるほどになる。Ｓｉリング５１の局所的な摩耗による削れ量が大きいと上記堆積物５５の蓄積は著しく増大し、上記隙間が塞がるような事態は早く起こりやすい。これにより、処理室内のメンテナンス及びクリーニング時においてＳｉリング５１の取り外しが困難になる場合がある。この結果、取り外し時の過大な力でＳｉリング５１が破損する、あるいはクリーニング時間が増大するといった不都合が生じる。
【０００７】
上記のような理由から、品質劣化を避け、効率の良いプラズマエッチングを実現するためには、Ｓｉリング５１を早めに交換する必要がある。すなわち、Ｓｉリング５１の局所的な摩耗、劣化が大きいためにＳｉリング５１のライフタイムは短くならざるを得ない。Ｓｉリング５１は、形状も特殊で高い精度が要求され、高価なものである。よって、頻繁な交換は半導体装置の製造コスト上昇を招く。
【０００８】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたもので、より均一なプラズマ環境を維持でき、処理室内に配されるプラズマ拡張用のリングの交換容易性、長寿命化対策が得られるドライエッチング装置及び半導体装置の製造方法、Ｓｉリングを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るドライエッチング装置は、処理室内に半導体ウェハが置かれ、導入される反応ガスをプラズマ化して前記半導体ウェハに所望のエッチングが施されるドライエッチング装置であって、前記処理室内に設けられ前記半導体ウェハの支持部を伴う第１電極と、前記処理室内に設けられ前記第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極の第１周辺領域上に設けられ、前記半導体ウェハの周辺近傍下部に配される第１リングと、前記第１電極の第２周辺領域上に設けられ、前記第１リング外側に隣接する少なくとも前記半導体ウェハの端面に隣り合う高さを有する第２リングと、を含む。
【００１０】
本発明に係るドライエッチング装置は、処理室内に半導体ウェハが置かれ、導入される反応ガスをプラズマ化して前記半導体ウェハに所望のエッチングが施されるドライエッチング装置であって、前記処理室内に設けられ前記半導体ウェハの支持部を伴う第１電極と、前記処理室内に設けられ前記第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極の周辺領域上に設けられ、前記半導体ウェハの周辺近傍下部に内周が延在する第１リングと、前記第１リング上に設けられ、少なくとも前記半導体ウェハの端面に隣り合う高さを有する第２リングと、を含む。
【００１１】
上記それぞれ本発明に係るドライエッチング装置によれば、比較的簡単な形状に分離した第１リングと第２リングが組み合わせられ、一つの有用なリング形状を構成している。これにより、各リングの加工が容易となり製造コスト削減に寄与する。第１リングと第２リングは、より消耗、劣化し易い部分とそれに比べて消耗、劣化し難い部分とに分けられることが重要である。これにより、別個に交換のサイクルが確立でき、部分的にではあるが、より長時間使用可能なリングが配備できる。
【００１２】
上記それぞれ本発明に係るドライエッチング装置において、好ましくは次のような特徴を有する。
前記第２リングは、前記半導体ウェハにおける処理面の延長線と略同じレベルの高さの最上面領域を有する。これにより、仮想的に半導体ウェハの面積が増え、ウェハ面内のプラズマ均一性が向上する。
前記第１リングと前記第２リングはそれぞれ別個に交換できる。上記したように、交換のサイクルが別個に確立でき、部分的にではあるが、より長時間使用可能なリングが配備できる。
記半導体ウェハはＳｉウェハであり、前記第１リング及び前記第２リングは共にＳｉで構成されている。Ｓｉでなる第１リング及び第２リングが組み合わせられ、Ｓｉウェハに対するプラズマ拡張用のリングとして有用となる。
【００１３】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、プラズマ生成用の上部電極及び下部電極を有するドライエッチング装置の処理室内で前記下部電極の周辺領域に、外側のリングと内側のリングを隣接させて配置する工程と、前記内側のリングとの対向領域を有すると共に前記外側のリングの最上面領域の高さと略同じレベルの処理面の高さを有するような半導体ウェハを前記下部電極に固定する工程と、前記上部電極側から供給される反応ガスをプラズマ化させて前記半導体ウェハに所望のエッチングを施す工程と、を含む。
【００１４】
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、内側のリングと外側のリングが組み合わせられ、一つの有用なリング形状ができる。半導体ウェハは、外側のリングの最上面領域の高さと略同じレベルの処理面の高さを有するように下部電極に固定される。内側のリングは、外側のリングより消耗、劣化し易い部分を有する。交換のサイクルが別個に確立できるので、内側のリングは信頼性を維持するための早期の交換が可能になり、外側のリングはより長時間使用可能になる。
【００１５】
上記本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記外側のリング及び前記内側のリングのうち、プラズマに晒されてより消耗の激しくなった方のリングを優先して交換することを特徴とする。また、内側のリングは、表と裏を交換して使用することを特徴とする。内側のリングが単純な円盤状となる場合は表と裏どちらも主面となり得る。
【００１６】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、プラズマ生成用の上部電極及び下部電極を有するドライエッチング装置の処理室内で前記下部電極の周辺領域に、下側のリングとそれより内周の大きい上側のリングを重ねて配置する工程と、前記下側のリングとの対向領域を有すると共に前記上側のリングの最上面領域の高さと略同じレベルの処理面の高さを有するような半導体ウェハを前記下部電極に固定する工程と、前記上部電極側から供給される反応ガスをプラズマ化させて前記半導体ウェハに所望のエッチングを施す工程と、を含む。
【００１７】
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、下側のリングと上側のリングが組み合わせられ、一つの有用なリング形状ができる。半導体ウェハは、上側のリングの最上面領域の高さと略同じレベルの処理面の高さを有するように下部電極に固定される。下側のリングは、上側のリングより消耗、劣化し易い部分を有する。交換のサイクルが別個に確立できるので、下側のリングは信頼性を維持するための早期の交換が可能になり、上側のリングはより長時間使用可能になる。
【００１８】
上記本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記下側のリング及び前記上側のリングのうち、プラズマに晒されてより消耗の激しくなった方のリングを優先して交換することを特徴とする。また、下側のリングは、表と裏を交換して使用することを特徴とする。下側のリングが単純な円盤状となる場合は表と裏どちらも主面となり得る。
【００１９】
本発明に係るＳｉリングは、ドライエッチング装置の処理室内においてシリコン半導体ウェハの置かれる電極周辺に配備される内側のリング及びこれに隣接する外側のリングからなる。
【００２０】
上記本発明に係るＳｉリングによれば、内側のリングと外側のリングが組み合わせられ、シリコン半導体ウェハに対する一つの有用なプラズマ拡張用のリング形状ができる。内側のリングと外側のリングは、より消耗、劣化し易い部分とそれに比べて消耗、劣化し難い部分とに分けられることが重要である。これにより、別個に交換のサイクルが確立でき、部分的にではあるが、より長時間使用可能なリングが配備できる。
【００２１】
本発明に係るＳｉリングは、ドライエッチング装置の処理室内においてシリコン半導体ウェハの置かれる電極周辺に配備される下側のリング及びこれに重なる上側のリングからなる。
【００２２】
上記本発明に係るＳｉリングによれば、下側のリングと上側のリングが組み合わせられ、シリコン半導体ウェハに対する一つの有用なプラズマ拡張用のリング形状ができる。下側のリングと上側のリングは、より消耗、劣化し易い部分とそれに比べて消耗、劣化し難い部分とに分けられることが重要である。これにより、別個に交換のサイクルが確立でき、部分的にではあるが、より長時間使用可能なリングが配備できる。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の第１実施形態に係るドライエッチング装置の要部を示す構成図であり、平行平板型のＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置を示す。図２は、図１中のＳｉリングを示す断面構成図である。
図１において、処理室１１は真空排気されるプラズマ室である。処理室１１内の下部電極はカソード電極１２であり、上部電極はアノード電極１３である。処理室１１内において、カソード電極１２にシリコン半導体ウェハＷＦが載置され、アノード電極１３側から供給される反応ガスをプラズマ化してウェハＷＦに所望のエッチングが施される。アノード電極１３は接地されている。カソード電極１２は高周波電源１４に接続されている。カソード電極１２はウェハＷＦを真空吸着する構成である。また、カソード電極１２は水冷するための冷却水の経路を有する。アノード電極１３は、処理室１１内に反応ガスをシャワー状に導入するための複数のピンホール１３Ｈを有する。このようなドライエッチング装置の構成は多種多様であり上記構成に限定されない。
【００２４】
この第１実施形態では、基礎台としてのＡｌリングによりカソード電極１２の周辺領域１５が構成されている。この周辺領域１５上に内側のＳｉリング１６１と外側のＳｉリング１６２が隣接して設けられている。これらＳｉリング１６１，１６２は、シリコン半導体ウェハＷＦのウェハの周囲にプラズマを拡張させる一つの有用なＳｉリング１６を構成している。すなわち、見かけ上ウェハ径を大きくし、ウェハＷＦ面内におけるプラズマ密度の均一化を図り、エッチングレートのばらつき抑制に寄与する。図示しないが、Ｓｉリング１６を囲むようにフォーカスリング（Ａｌリング）が設けられている場合もある。
【００２５】
Ｓｉリング１６において、内側のＳｉリング１６１は、少なくともウェハＷＦの周辺近傍下部に配される。外側のＳｉリング１６２は、少なくともウェハＷＦの端面に隣り合う高さを有する。より具体的には、所定の傾斜角度を有する傾斜部１６２Ｔと、ウェハＷＦにおける処理面の延長線と略同じレベルの高さの最上面領域１６２Ｓを有する。
【００２６】
図２に示すように、Ｓｉリング１６１と１６２は、比較的簡単な形状に分離されている。Ｓｉリング１６１は、半導体ウェハＷＦの径より小さい内径及びウェハＷＦの径より大きい外径を有する高さＨ１１が例えば１．３ｍｍ程度のリングである。図示しないが半導体ウェハＷＦがオリフラ（オリエンテーションフラット）を有する場合は一部がオリフラに沿った形状となる。Ｓｉリング１６２は、Ｓｉリング１６１の外側に隣接し、内周部の高さＨ１２がＳｉリング１６１と同等、かつ０°〜９０°の間の適当な傾斜角度の傾斜部１６２Ｔを経て最上面領域１６２Ｓを有し、外周部の高さＨ１３が１．９５〜３．８ｍｍの範囲の適当な高さを有する。このように、Ｓｉリング１６１と１６２を比較的簡単な形状に分離することによって、リング製造加工のコストが低減される利点もある。Ｓｉリング１６１とＳｉリング１６２は隙間なく隣接されていることが好ましい。しかし、実際は０．５ｍｍ以下程度の離間距離を有する精度で合わせ余裕が設けられていてもよい。
【００２７】
Ｓｉリング１６１とＳｉリング１６２は別個に取り外すことが可能である。これにより、各リング別個に交換のサイクルを確立できる。Ｓｉリング１６１は、Ｓｉリング１６２に比較して、より消耗、劣化し易い領域を有する。すなわち、Ｓｉリング１６１は前記図５に示すように、プラズマの集中する箇所ができやすい。Ｓｉリング１６２はＳｉリング１６１に比べて消耗、劣化の進行が遅く、より長時間使用できる。そこで、Ｓｉリング１６１及びＳｉリング１６２のリングのうち、プラズマに晒されてより消耗の激しくなった方のリングを優先して交換すればよい。Ｓｉリング１６１はエッチングレートに悪影響の出ない高信頼性を維持できるうちに交換でき、一方、交換サイクルを長くできるＳｉリング１６２は長寿命化される。また、Ｓｉリング１６１は単純な円盤形状のため、プラズマに晒されていた表面が消耗、劣化した場合、裏返しにして用いることも可能である。
【００２８】
図１を参照して本発明に係る半導体装置の製造方法を説明する。処理室１１内で下部電極の周辺領域１５に、外側のリング１６２と内側のリング１６１を隣接させて配置する。次に、リング１６１との対向領域を有すると共にリング１６２の最上面領域１６２Ｓの高さと略同じレベルの処理面の高さを有するような半導体ウェハＷＦをカソード電極１２に位置合わせし真空吸着により固定する。処理室１１内は所定の真空度に排気される。次に、アノード電極１３側から供給される反応ガスが高周波電源１４のオンによりプラズマ化され、半導体ウェハＷＦに所望のエッチングを施す。メンテナンス、クリーニング時には、プラズマに晒されてより消耗の激しくなった方のリングを優先して交換する。すなわち、Ｓｉリング１６１，１６２各リング別個に最適の交換のサイクルを確立できる。
【００２９】
上記実施形態及び方法によれば、内側のＳｉリング１６１と外側のＳｉリング１６２が組み合わせられ、一つの有用なリング形状ができる。半導体ウェハＷＦは、Ｓｉリング１６２の最上面領域１６２Ｓの高さと略同じレベルの処理面の高さを有するようにカソード電極１２に固定される。Ｓｉリング１６１は、Ｓｉリング１６２より消耗、劣化し易い部分を有する。Ｓｉリング１６１，１６２は交換のサイクルが別個に確立できるので、内側のＳｉリング１６１は信頼性を維持するための早期の交換が可能になり、外側のＳｉリング１６２はより長時間使用可能になる。また、Ｓｉリング１６２は、単純な円盤状であって表と裏どちらも主面となり得る。よってＳｉリング１６２は、表と裏を交換して使用することも可能であり、長寿命化に寄与する。また、Ｓｉリング１６１と１６２を比較的簡単な形状に分離することにより、リング製造加工のコストが低減される利点もある。
【００３０】
図３は、本発明の第２実施形態に係るドライエッチング装置の要部を示す構成図であり、平行平板型のＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置を示す。図４は、図３中のＳｉリングを示す断面構成図である。前記第１実施形態と同様の箇所には同一の符号を付してある。
図３において、前記第１実施形態と同様に、処理室１１内の下部電極、上部電極、すなわち、カソード電極１２、アノード電極１３が構成され、カソード電極１２にシリコン半導体ウェハＷＦが載置される。アノード電極１３側から供給される反応ガスを高周波電源１４によりプラズマ化してウェハＷＦに所望のエッチングが施される。
【００３１】
この第２実施形態では、例えばＡｌリングで構成されたカソード電極１２の周辺領域１５上に下側のＳｉリング２６１と上側のＳｉリング２６２が重ねられている。これらＳｉリング２６１，２６２は、シリコン半導体ウェハＷＦのウェハの周囲にプラズマを拡張させる一つの有用なＳｉリング２６を構成している。すなわち、見かけ上ウェハ径を大きくし、ウェハＷＦ面内におけるプラズマ密度の均一化を図り、エッチングレートのばらつき抑制に寄与する。図示しないが、Ｓｉリング１６を囲むようにフォーカスリング（Ａｌリング）が設けられている場合もある。
【００３２】
Ｓｉリング２６において、下側のＳｉリング２６１は、その内周が少なくともウェハＷＦの周辺近傍下部に延在している。上側のＳｉリング２６２は、少なくともウェハＷＦの端面に隣り合う高さを有する。より具体的には、所定の傾斜角度を有する傾斜部２６２Ｔと、ウェハＷＦにおける処理面の延長線と略同じレベルの高さの最上面領域２６２Ｓを有する。
【００３３】
図４に示すように、Ｓｉリング２６１と２６２は、比較的簡単な形状に分離されている。Ｓｉリング２６１は、半導体ウェハＷＦの径より小さい内径及びウェハＷＦの径より大きい外径を有する高さＨ２１が例えば１．３ｍｍ程度のリングである。図示しないが半導体ウェハＷＦがオリフラ（オリエンテーションフラット）を有する場合は一部がオリフラに沿った形状となる。Ｓｉリング２６２は、Ｓｉリング２６１上の周辺領域に重ねられ、０°〜９０°の間の適当な傾斜角度の傾斜部２６２Ｔを経て最上面領域２６２Ｓを有し、外周部の高さＨ２３が０．６５〜２．５ｍｍの範囲の適当な高さを有する。このように、Ｓｉリング２６１と２６２を比較的簡単な形状に分離することによって、リング製造加工のコストが低減される利点もある。Ｓｉリング２６１とＳｉリング２６２の外周縁が一致して重ねられているときＳｉリング２６として正しい形状になる。
【００３４】
Ｓｉリング２６１とＳｉリング２６２は別個に取り外すことが可能である。これにより、各リング別個に交換のサイクルを確立できる。Ｓｉリング２６１は、Ｓｉリング２６２に比較して、より消耗、劣化し易い領域を有する。すなわち、Ｓｉリング２６１は前記図５に示すように、プラズマの集中する箇所ができやすい。Ｓｉリング２６２はＳｉリング２６１に比べて消耗、劣化の進行が遅く、より長時間使用できる。そこで、Ｓｉリング２６１及びＳｉリング２６２のリングのうち、プラズマに晒されてより消耗の激しくなった方のリングを優先して交換すればよい。Ｓｉリング２６１はエッチングレートに悪影響の出ない高信頼性を維持できるうちに交換でき、一方、交換サイクルを長くできるＳｉリング２６２は長寿命化される。また、Ｓｉリング２６１は単純な円盤形状のため、プラズマに晒されていた表面が消耗、劣化した場合、裏返しにして用いることも可能である。
【００３５】
図３を参照して本発明に係る半導体装置の製造方法を説明する。処理室１１内で下部電極の周辺領域１５に、下側のリング２６１と上側のリング２６２を外周が一致するように重ねて配置する。次に、リング２６１との対向領域を有すると共にリング２６２の最上面領域２６２Ｓの高さと略同じレベルの処理面の高さを有するような半導体ウェハＷＦをカソード電極１２に位置合わせし真空吸着により固定する。処理室１１内は所定の真空度に排気される。次に、アノード電極１３側から供給される反応ガスが高周波電源１４のオンによりプラズマ化され、半導体ウェハＷＦに所望のエッチングを施す。メンテナンス、クリーニング時には、プラズマに晒されてより消耗の激しくなった方のリングを優先して交換する。すなわち、Ｓｉリング２６１，２６２各リング別個に最適の交換のサイクルを確立できる。
【００３６】
上記実施形態及び方法によれば、下側のＳｉリング２６１と上側のＳｉリング２６２が組み合わせられ、一つの有用なリング形状ができる。半導体ウェハＷＦは、Ｓｉリング２６２の最上面領域２６２Ｓの高さと略同じレベルの処理面の高さを有するようにカソード電極１２に固定される。Ｓｉリング２６１は、Ｓｉリング２６２より消耗、劣化し易い部分を有する。Ｓｉリング２６１，２６２は交換のサイクルが別個に確立できるので、下側のＳｉリング２６１は信頼性を維持するための早期の交換が可能になり、上側のＳｉリング２６２はより長時間使用可能になる。また、Ｓｉリング２６２は、単純な円盤状であって表と裏どちらも主面となり得る。よってＳｉリング２６２は、表と裏を交換して使用することも可能であり、長寿命化に寄与する。また、Ｓｉリング２６１と２６２を比較的簡単な形状に分離することにより、リング製造加工のコストが低減される利点もある。
【００３７】
以上説明したように本発明によれば、比較的簡単な形状に分離した第１リングと第２リングが組み合わせられ、一つの有用なプラズマ拡張用のリング形状を構成している。これにより、リング自体それぞれ加工を容易とし、リング製造加工に関るコストを低減することができる。また、第１リングと第２リングは、より消耗、劣化し易い部分とそれに比べて消耗、劣化し難い部分とに分けられることが重要である。これにより、別個に交換のサイクルが確立でき、部分的にではあるが、より長時間使用可能なリングが配備できる。この結果、より均一なプラズマ環境を維持でき、処理室内に配されるプラズマ拡張用のリングの交換容易性、長寿命化対策が得られるドライエッチング装置及び半導体装置の製造方法、Ｓｉリングを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１実施形態に係るドライエッチング装置の要部を示す構成図。
【図２】図１中のＳｉリングを示す断面構成図。
【図３】第２実施形態に係るドライエッチング装置の要部を示す構成図。
【図４】図３中のＳｉリングを示す断面構成図。
【図５】従来のエッチング装置における処理室内のＳｉリング部分の拡大断面図。
【符号の説明】
【００３９】
１１…処理室、１２，５２…カソード電極、１３…アノード電極、１３Ｈ…ピンホール、１４…高周波電源、１５…周辺領域、１６，１６１，１６２，２６，２６１，２６２，５１…Ｓｉリング、５３…Ａｌリング、５４…プラズマ集中箇所、５５…堆積物、ＷＦ…半導体ウェハ。
【図１】
2005135946.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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